Des de la refrigeració per aire fins a la refrigeració líquida, la IA impulsa la innovació industrial
La raó essencial dels dispositius electrònics per generar calor és el procés de conversió de l'energia de treball en energia tèrmica. La dissipació de calor està dissenyada per abordar problemes de gestió tèrmica en dispositius informàtics d'alt rendiment, optimitzant el rendiment del dispositiu i allargant la vida útil eliminant directament la calor de la superfície dels xips o processadors. Amb l'augment del consum d'energia del xip, la tecnologia de dissipació de calor ha evolucionat des de l'equalització lineal de la temperatura de les canonades de calor unidimensionals fins a l'equalització de temperatura plana de VC bidimensional, fins a l'equiparació de temperatura integrada del camí de la tecnologia VC tridimensional i, finalment, a la tecnologia de refrigeració líquida.
3D VC té millors avantatges de refrigeració, com ara "refrigeració eficient, distribució uniforme de la temperatura i punts calents reduïts", que poden complir els requisits de coll d'ampolla de dissipació de calor per a dispositius d'alta potència i igualació de temperatura en zones d'alta densitat de flux de calor. També pot garantir un rendiment d'overclocking més fort i una estabilitat del sistema després de l'overclocking. La conductivitat tèrmica entre el tub de calor / placa d'igualització és transferir calor a múltiples tubs de calor / plaques d'igualització muntades, que té resistència tèrmica de contacte i la resistència tèrmica del coure mateix; I 3D VC, a través de la connectivitat de l'estructura tridimensional, experimenta una transició interna de fase líquida i una difusió tèrmica, transferint de manera directa i eficient la calor del xip a l'extrem distal de les dents per a la dissipació de la calor.
La tecnologia de refrigeració inclou dos tipus: refrigeració per aire i refrigeració líquida. En la tecnologia refrigerada per aire, la capacitat de dissipació de calor de les canonades de calor i VC és relativament baixa. El límit superior de la dissipació de calor 3D VC es pot ampliar fins a 1000 W, i tots dos requereixen un ventilador per a la dissipació de la calor. La tecnologia és senzilla, econòmica i adequada per a la majoria de dispositius. La tecnologia de refrigeració líquida té una eficiència de refrigeració més alta, incloent dos tipus: placa freda i tipus d'immersió. Entre ells, la placa freda és un mètode de refrigeració indirecta amb una inversió inicial moderada, costos d'operació i manteniment més baixos i relativament madur. Nvidia GB200 NVL72 adopta una solució de refrigeració líquida de placa freda; La refrigeració per immersió és un mètode de refrigeració directe amb alts requisits tècnics i alts costos d'operació i manteniment.
La formació i la promoció dels grans models d'IA exigeixen una potència de càlcul més gran dels xips i milloren el consum d'energia dels xips individuals. La temperatura del xip afecta el seu rendiment. Quan la temperatura de funcionament del xip és propera als 70-80 graus , per cada augment de temperatura de 2 graus, el rendiment del xip disminuirà aproximadament un 10%. Per tant, l'augment del consum d'energia d'un sol xip augmenta encara més la demanda de dissipació de calor. A més, la Nvidia B200 té un consum d'energia de més de 1000 W i està a prop del límit superior de refrigeració per aire; Polítiques com ara "doble carboni" i "Càlcul est-oest" requereixen estrictament el PUE per als centres de dades, i el PUE mitjà per a la refrigeració líquida és inferior al de la refrigeració per aire; En termes de TCO, en comparació amb la refrigeració per aire, el cost d'inversió inicial de la refrigeració líquida de placa freda és proper al de la refrigeració per aire i el cost operatiu posterior és menor.
Armari refrigerat per líquid d'immersió monofàsica: és un servidor refrigerat per líquid integrat al dipòsit, amb la CDU i el dipòsit connectats per canonades. La canonada inferior transporta el medi de refrigeració a baixa temperatura al dipòsit i el medi refrigerat per líquid absorbeix la calor del servidor refrigerat per líquid. Un cop augmenta la temperatura, torna a fluir cap a la CDU i la calor és transportada per la CDU. Aquesta estructura pot aconseguir una refrigeració líquida completa del servidor, i el disseny sense ventilador dóna com a resultat una densitat de potència més alta i un PUE més baix en comparació amb la refrigeració per aire. Però la dificultat tècnica és alta i la taxa de penetració relativament baixa.
Immersió en dues fases: amb alts requisits tècnics, pot augmentar significativament la densitat de potència del sistema. A causa de l'alta potència del xip principal del servidor, la superfície del xip ha de sotmetre's a un tractament d'ebullició millorat per augmentar el nucli de gasificació a la seva superfície, millorar l'eficiència de transferència de calor de canvi de fase i aconseguir una densitat màxima de dissipació de calor de més de 100 W/ c㎡.
Impulsada pel desenvolupament de la potència de càlcul d'IA i la política PUE, la tecnologia de refrigeració s'ha d'actualitzar contínuament per controlar la temperatura de funcionament dels dispositius electrònics. La dissipació de calor a nivell de xip passarà de tub de calor/VC a solucions de refrigeració de plaques fredes i 3DVC més eficients, impulsant la innovació contínua en la tecnologia de refrigeració de xips.
